既有钢箱梁和混凝土箱梁跨线桥整体比例.docx

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1、既有钢箱梁和混凝土箱梁跨线桥整体比例同步顶升施工工法GGG仲企）C3-20141 .前言桥梁顶升技术就是一种对既有城市桥梁进行改造与利用的好方案。具有施工周期短、经济适用、建筑能耗低、城市生态环境质量得以保障等无可比拟的优点，这项近几年才发展的新技术得到了越来越广泛的应用。但由于该技术的应用尚缺乏现成的技术规程和规范标准，且城市桥梁结构复杂多样，特别是既有跨线桥的整体顶升，几乎无借鉴的经验。仙岳路西段改造（续建）工程需对已建成的跨线桥进行顶升改造、调整现有跨线桥的标高或曲线，与新建高架桥相接。中交三航局有限公司针对工程实际进行技术攻关，在研究成果的基础上通过三座跨线桥的顶升实践和总结，形成本工

2、法。大大节约了建设费用和社会资源，缩短了建设周期，消除了重复建设引起的社会不良影响，降低了对城市交通的影响，且建筑能耗低、城市生态环境质量得以保障。2013年9月，上海市交通运输和港口管理局组织了“城市既有跨线桥整体比例同步顶升施工关键技术”科技成果鉴定，总体达到了国际先进水平。一种用于桥梁顶升的P1C液压比例同步顶升系统获实用新型专利授权（专利号Z1201120550120.0）;“一种用于桥梁顶升的P1C液压比例同步顶升系统”（申请号201110439892.1）及“一种钢箱梁、混凝土梁结合顶升的工艺（申请号201210222974.5）获发明专利受理。2 .工法特点本工法具有以下特点：2

3、.1 可对同联各跨标高不同的多跨连续跨线桥实施整体比例同步顶升。2.2 适宜于钢箱梁和混凝土箱梁混合结构跨线桥或钢箱梁桥、混凝土箱梁桥的顶升工艺。2.3 具有施工周期短、建设成本低、城市交通影响小、建筑能耗低、对城市生态环境影响小、质量可靠、安全有保障等。3 .适用范围适用于多跨连续或简支梁桥、城市多类形式高架桥及其他类似结构的顶升。4 .工艺原理本工法的关键技术是：针对各类桥梁现状和特点，通过研究制定总体顶升方案，开发了应用于桥梁顶升的P1C液压比例同步顶升系统技术，包括设计了顶升液压系统、钢支撑托架体系、桥梁顶升纵向及横向限位装置、分配梁布置等；制定顶升程序，实现整联桥梁的安全顶升；建立监

4、控体系，控制整联桥梁纵向滑移和横向侧倾，精确控制梁体的姿态和应力；对顶升点反力的多次重分布进行测试和分析研究，并采取相应对策。工法的关键技术的理论基础和基本原理是基于：4.1 桥梁顶升的P1C液压比例同步顶升系统技术P1C控制液压比例同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶升桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低。液压千斤顶根据分布位置分组，由泵站、控制系统、位移检测装置等与相对应的位移传感器（拉线位移传感器）组成位置闭环，以控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为2.On叫很好地

5、保证顶升过程的比例同步性，确保顶升时梁体结构安全和顶升精度满足设计要求。4.2 顶升钢支撑托架体系及其基础处理根据支点反力，进行钢立柱及临时钢支撑的设计，钢立柱及临时钢支撑必须满足强度、刚度及稳定性要求；同时，通过工艺措施，使支撑托架体系形成一个整体，保证体系的稳定性。钢支撑托架体系应便于装、拆；钢支撑托架体系的专用垫块应模数化和标准化，以提高其使用效率；标准化的每节支撑的长度应与千斤顶行程相适应，每节支撑之间必须采用螺栓连接。钢支撑托架体系可根据设计计算支立于既有桥梁承台或扩大基础上。扩大基础应根据支点的反力进行设计和处理。4.3 监控体系为确保桥梁顶升全过程结构的安全，同时满足规范要求，通

6、过对基础沉降观测、梁底面标高量测、梁横向位移观测、梁纵向位移观测、梁体应力监控监测、支撑钢管应力监控，及时采集数据，进行分析、判断，以指导过程施工。同时，通过建立的三维整体模型，对顶升过程中每一时间段系统的位移、变形和应力进行分析，查明顶升过程中体系关键点每一时段的位移和应力增量，并与设计值进行比较等的实时监测监控，保证实际值不超过预定警戒值。4.4 桥梁顶升纵向及横向限位设置横桥向限位与纵桥向限位装置，保证梁体转动时纵向可向既定方向移动，并满足相邻桥梁间伸缩缝要求；同时，横桥向的轴线偏差满足规范要求。5 .施工工艺流程及操作要点1 .1工艺流程施工工艺流程及顶升施工步骤如图5.1-1、5.1

7、-2o施工准备桥梁检测承台加固钢支撑顶升托架体系安装分配梁安装千斤顶及随动装置安装限位安装控制点及监测点布置顶升系统连接顶升前检查及调试桥梁称重试顶升2cm分级顶升至施工所需高度更换支座落梁并拆除顶升设备序号顶升示升红11500OO0(350045003500350035008808凝8豳80怫78787.777g806加心血规格作12.9种3,坊开，流研越K并合的计好，开中件长，上与与土过执，上外2规二耐支排反顺升系统安：I.超附时媒，并一排一，H14,H19排技材鞋.2、蛀行，王，统，中秋，研。3.H14,H17转超位H19性.IfI36“Iim3殊种1 .动联托.2 .首故土联.I117

8、.后上升燃桥顾胤.十耕解门OCIn一睡.线跳一十F-IOC技一所致办下+IQc航IOCm.3 2mn.4 .顿狂植树时互建.征建林.iI1!IFI1一砂顿4雅：1,耕断，14197m并。2,持时,韩3.H19上并1,H16-H18耕5.利税址,越桩珠,其后络，柱桥计III!I1f力3-5州烧五往排桥复：1.林精.纤上.197皿2、排所格.3,板较上，托.图5.1-2顶升施工步骤示意图2 .2操作要点2.1.1 施工准备3 .在施工前，应对顶升桥梁的技术状况进行复查，并将复查结果通知有关单位。在桥梁顶升施工过程中，应加强观测与检查，及时反馈信息，指导施工。桥梁顶升工程检测项目表5.2.1检测项目

9、检测级别地桩、承台的工作状况基某承台及墩顶结构高程础墩柱及桥台工作状况上桥梁使用状况核查部结结构裂损构结构整体性注：J表示应做项目。4 .钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的顺序和方法的确定1）制定合理的钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的顺序，保证过渡桥墩基础的不平衡弯矩满足设计要求；同时，最大程度减小顶升操作难度，有效控制顶升精度，保证既有桥顶升的结构安全。2）钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升的步骤。首先旋转顶升联混凝土箱梁至设计要求的旋转角度；第二步旋转顶升钢箱梁至设计要求的旋转角度，同时，同步顶升混凝土箱梁至设计要求的高程；第三步墩柱的截断接高；第四步第十联落梁至墩柱支座，第五步第九联落梁至墩柱支座。至此，

10、完成钢箱梁和混凝土箱梁结合顶升。3）计算各墩顶升支反力，确定千斤顶的个数、规格和分布、位移传感器的布设以及泵站的规格、数量。确保顶升过程的施工安全和结构安全。4）须对顶升反力体系（包括钢支撑托架体系及分配梁）进行强度、刚度、稳定性及局部承压的验算，并满足要求。5）限位装置应进行强度、限位方向刚度及稳定性的验算，并满足要求。6）钢支撑托架支立基础的验算。5 .材料检验桥梁顶升施工使用的主要材料，应具有国家相关部门认定的产品性能检测报告和产品合格证，其物理力学性能指标应满足设计要求。6 .仪器标定、设备校验用于桥梁顶升液压千斤顶与监测的各类仪器应进行标定，对桥梁加固设备应按要求检验。标定和校验应由

11、经相关主管部门认定的具有相应认证资质的计量机构进行。5.2.2桥梁检测桥梁顶升的检测项目应包括：1 .测量顶升桥梁各构件高程1）量测既有桥梁墩、台处的地面高程。2）量测既有桥梁墩顶高程及支座垫石厚度。2 .观量顶升桥梁混凝土箱梁的线型和裂缝1）重点观察既有桥梁顶升前后裂缝宽度超过O.3mm的竖向裂缝，并注意观察有无斜向裂缝及顺主筋方向的纵向裂缝。对所有宽度等于大于0.3mm的裂缝应观测其深度和是否贯穿。如有裂缝应绘制裂缝深度、走向、宽度及深度图。2）观测既有桥梁顶升前后梁的上拱度变化，并注意观察有无不容许出现的垂直于主筋的竖向裂缝。3）按左、中、右三点分别量测顶升前伸缩缝处箱梁顶、底面的梁缝宽

12、度。3 .观量顶升桥梁钢箱梁的锈蚀程度和裂缝D观察既有桥梁顶升前油漆涂层的完好程度，有无起皮、剥落、锈斑等。锈蚀严重的，应量测钢板或构件的实际剩余厚度，以便考虑断面削弱的影响。2）观察既有桥梁顶升前钢构件（特别是容易积水积尘或不通风部位）的锈蚀情况。3）观察既有桥梁构件顶升前有无裂纹、穿孔、硬伤、歪扭、爆皮及材料夹层等。4 .观量顶升桥梁墩台外观和裂缝D观察既有墩台及其承台有无风化剥落、裂纹及破损。如有裂缝，应对裂缝及具体位置、宽度、长度、深度进行量测和描述，绘制成图。2）了解既有墩台有无下沉、位移和倾侧变位等情况。尽可能查清地基基础情况，特别是墩台基础埋深有无变化，有无超过设计规定的局部冲刷

13、现象。观察梁端部、支座及墩台的相对位置关系。5.2.3 钢支撑托架支立基础的处理利用既有承台（桥台）基础作为钢支撑托架支立基础时，须对承台（桥台）的受力状况进行验算。对于需加宽加厚的既有承台（桥台），应采取凿毛、植筋等措施增加新旧混凝土连接的可靠性，保证加宽部分新旧混凝土的良好结合。1 .既有承台（桥台）凿除时，应完整保留好桩身钢筋。2 .对于承台加固采用的植筋方案，应对植入的钢筋进行抗拔试验，抗拔力满足设计要求，抽检频率不小于5%。5.2.4 比例同步顶升系统采用P1C液压整体比例同步顶升控制技术实施。根据桥梁各支座的支反力，确定千斤顶的个数、规格和分布及位移传感器的布设，并由一个泵站控制两

14、组千斤顶，由泵站、控制系统、位移检测装置等与相对应的位移传感器形成闭环回路，实现力和位移双控制、操作闭锁、过程显示、故障报警、误操作自动保护等。有效确保顶升过程的施工安全和结构安全。1 .液压泵站采用8台超高压泵站实现梁体的比例同步顶升。实施中应确保泵站的各项性能指标均满足要求，确保泵站工作的安全可靠。2 .千斤顶通过计算，采用68台20Ot液压千斤顶，根据分布位置分成16组。千斤顶本体高度395mm,底座直径375mm,顶帽258mm,行程为14OnInIo1）液压千斤顶必须配有液控单向阀，防止失压。2）应根据荷载大小布置顶升点，千斤顶采用对称布置。3）千斤顶安装时应保证其轴向垂直，轴线竖直

15、偏差不大于0.5mm。4）千斤顶的上下均应设置钢垫板以分散集中力，确保顶升处结构不受损坏。5）千斤顶严禁超载使用，不得加长手柄。6）使用液压千斤顶时，禁止工作人员站在千斤顶安全栓的前面，安全栓有损坏者不得使用。3 .检测传感系统检测传感系统主要是由位移传感器、信号放大器、传感线路及计算机组成。位移传感器将检测的顶升相对位移数据通过信号放大器的处理，把经过放大后的信号通过传感线路传送到计算机，由计算机进一步处理所收集到的数据信息。为客观地反映出整体的位移姿态，我们在每个墩柱两侧各布设一位移传感器，在过渡墩柱两侧各布设两位移传感器，有效地反映该控制区域的整体位移。应选用精度高、误差小、高分辨率、量程范围广、移动平滑、防护等级高、抗干扰能力强的拉线位移传感器，所选的拉线位移传感器型号为NSTWO6,结构示意图见图5.2.4T。架设时应保证它的垂直度，尽量减少人为造成误差，保证